Des diodes pour polariser des tubes ?

[tboll]

Bonsoir à tous,

J'ai une nouvelle question de base pour ne pas dire autre chose. Sur sa dernière vidéo, Jean-Marc propose pour un préamplificateur d'utiliser des diodes pour polariser un tube (vers environ vers 8 min 30).



Il argumente que cette méthode évite notamment les rotations de phases et que ça permet aussi de supprimer un filtre jouant sur les fréquences. J'ai déjà vu cette technique sur des schémas mais je suis incapable d'en comprendre l'utilité ou la pertinence.

Thierry

[jaja75]

Bonsoir Thierry

Une diode développe 0,6 à 0,7 V à ses bornes selon le courant qui la traverse.

Avec une diode à la place de la résistance Rk la cathode va donc se trouver entre 0,6 et 0,7V

Avec deux diodes entre 1,2 et 1,3 V et ainsi de suite.

L'avantage est que la résistance interne dynamique d'une diode est très faible et constante avec la fréquence (tout au moins dans la bande audio).

En dynamique tout se passe comme si la diode est shuntée par une faible résistance indépendante de la fréquence. Il n'y a donc pas de fréquence de coupure basse (passe-haut) comme le produit une Rk shuntée par un condo.

Le gain en tension de l'étage doit être calculé en prenant la valeur de la résistance dynamique de la diode comme valeur de Rk.

L'inconvénient est qu'on ne peut obtenir que des multiples de 0,6/0,7V et pas 1,65 ou 2,4V par exemple.

Jean

[PFB]

L'inconvénient est qu'on ne peut obtenir que des multiples de 0,6/0,7V et pas 1,65 ou 2,4V par exemple.

Avec les millions de diodes produites, j'ai des doutes.

Schottky 0,2-0,3V
1N4148 diode = 0.7V (approx)
Infrarouge = 1.2V
Rouge = 1.8V à 2.0V
Verte = 1.9V à 2.2V
Jaune = 2V environ
Blanche = 3.2V
Bleue = 3.6V à 4V



Et il y a d'autres solutions, batteries, TL431, etc..

Quoiqu'il en soit il faut mesurer/ essayer avant, car les circuits de polarisation ont une petite influence sur la présentation sonore. Faire attention au courant max et subjectivement le bon vieux chimique marche bien malgré ses défauts.

PFB

[tboll]

Bonsoir Jean,

Je réponds un peu tardivement mais j'ai été embauché pour faire du jardinage.

Si je te comprends bien, avec ces diodes on aurait presque que des avantages d'un point de vue du signal audio. Même le prix semble ridicule par rapport au coût d'un condensateur de  qualité.

Est-ce qu'il y aurait une raison faisant que l'on utilise très peu cette technique ? Serait-elle pas assez "audiophile ?

Thierry

[PFB]

Est-ce qu'il y aurait une raison faisant que l'on utilise très peu cette technique ? Serait-elle pas assez "audiophile ?

C'est faire entrer le loup dans la bergerie. N'importe quelle technique moderne sera plus performante qu'un ampli à tube. Surtout moins cher et plus fiable. Et si l'audiophile apprécie la compression et la distorsion par harmonique paire cela s'implémente dans un DSP pour presque rien.

PFB

[jaja75]

Bonsoir à tous

Thierry, l'usage des diodes s'est répandu dans les années 60.

Les concepteurs de l'époque n'ont pas vu cette possibilité et ont continuer à utiliser des R et des C en //.

Ce n'est que dans les années 80 que l'on voit des concepteurs employer cette technique.

Les puristes des tubes ne veulent tout simplement pas voir de semi-conducteurs dans leurs réalisations. Ce n'est pas une question de bonne ou mauvaise solution.

Jean

[tboll]

Bonsoir Jean,

Encore une petite question, est-ce que cette technique s'applique seulement aux étages de pré-amplification ou est-ce qu'elle peut s'appliquer à un étage de puissance (sortie) ?

Pour finir, est-ce que les amateurs de correction diff, acceptant donc les semi-conducteurs, utilisent cette technique ?

Bonne soirée.

Thierry

[jaja75]

Bonjour à tous

Je ne sais pas expliquer pourquoi l'emploi de diodes en polar automatique n'est pas plus répandu.

Je devrais commencer à me poser la question à moi-même puisque je n'ai jamais utilisé cette technique bien que la connaissant !

Pourtant je ne suis pas réfractaire à l'emploi de semiconducteurs dans mes réalisations :

- diodes pour le redressement HT; bien plus simple et prend moins de place qu'un redressement à valve, même si certains y trouvent un bénéfice subjectif
- transistors pour faire un géné de courant constant dans tous les étages différentiels de mes amplis

Encore une petite question, est-ce que cette technique s'applique seulement aux étages de pré-amplification ou est-ce qu'elle peut s'appliquer à un étage de puissance (sortie) ?

Les étages de puissance ont des tensions de polarisation élevées : 9V pour des EL84, 20V pour des 6L6, … ce qui nécessite un grand nombre de diodes, ce qui est probablement un frein

Pour finir, est-ce que les amateurs de correction diff, acceptant donc les semi-conducteurs, utilisent cette technique ?

En corrDiff type Arnaud c'est l'étage d'entrée différentiel d'un ampli à tubes qui est exploité; il n'y a pas à proprement parler de polar automatique; certains utilisent un géné de courant à transistors, d'autres une Rk de valeur élevée classique

En CR Hawksford, avec des circuits externes à AOP comme l'a fait Guy, il s'agit d'appliquer la CR a un ampli existant. La question ne se pose pas à moins de vouloir modifier l'ampli.

En CR Hawksford intégrée, comme je l'ai fait sur mes amplis, il faut un étage différentiel à tubes, comme en CorrDiff. Là aussi il n'y a en général pas d'étage d'amplification en polar auto.

Cela dit, la question reste entière : pourquoi n'est-ce pas plus utilisé de nos jours ?

Jean

[tboll]

Bonjour Jean, bonjour à tous,

C'est vrai que c'est surprenant mais entre notre rationalité et nos habitudes, nous ne sommes pas toujours enclin à franchir le pas.

C'est peut être un "vieux truc" de Radioamateur. Je dis cela car Jean-Marc se présente comme Radioamateur.

Thierry

[Jef]

Bonjour Thierry

Sur feu ELEKTOR, il y avait un fil intitulé "Cathode biasing with diodes".
Le schéma en discussion était celui-ci à la fois diode simple et led avec découplage pr Ck



Il y était rappelé le principe de la polarisation par cathode :

......................................l'intérêt de la polarisation par la cathode, c'est qu'on introduit grâce à la résistance de cathode, une contre-réaction de courant, mais seulement en continu car la résistance de cathode est découplée.
Par conséquent, il y a un effet de stabilisation du courant de repos : si celui-ci augmente, la tension de cathode augmente (U=RI) et du coup le tube est polarisé plus négativement, ce qui diminue son débit !

En raccourci, ça donne : si le débit augmente, le débit diminue...

On n' a JAMAIS de problème d'emballement avec la polarisation automatique. A condition d'installer une Rk indépendante par tube.

Avec une diode, l'impédance de celle-ci étant faible, on a bien une TENSION de polarisation, mais aucun effet de stabilisation n'apparait.
Si le tube s'emballe, la tension aux bornes de la diode ne va pas monter beaucoup : 2V au pire sous 50mA, et elle va griller rapidement, mettant la cathode du tube en l'air, ou directement à la masse...
En général, ça se termine par un arc entre cathode et filament et le tube est détruit...........................................

De plus j'ai un vague souvenir que sur d'autres fils y était de plus évoqué la possibilité de bruit perceptible sur des systèmes très aboutis....
Ce cas peut être résolu par une écoute comparative des 2 solutions sur le système à équiper

Bien à toi
Jef

[tboll]

Bonsoir Jef, bonsoir à tous,

Ton explication est claire et précise.

J'aime beaucoup ton résumé : si le débit augmente, le débit diminue... C'est parlant.

Une diode, bien dimensionnée, doit être aussi fiable qu'une résistance.

Possible que le bruit ne soit pas nul dans une diode mais de toute façon une résistance de cathode est aussi une source de bruit.

Dommage que l'on ait perdu le contenu du forum Elektor.

Thierry

[Guy2]

Bonsoir,

La capa en // sur les diodes devrait filtrer leur bruit éventuel.
Et une R également en // devrait permettre de protéger le tube en cas d’emballement et de rupture (éventuelle) des diodes, en maintenant une liaison de la cathode à la masse.

Guy

[tboll]

Bonjour Guy, bonjour à tous,

J'allais justement poser la question de l'utilité des condensateurs en parallèle.

Jean a dit qu'il n'avait pas encore mis en oeuvre cette technique à base de "silicium". Toi, Guy, tu n'es pas allergique non plus au silicium dans un appareil à tubes, donc vu les avantages de cette technique est-ce que tu ferais le test un jour ?

Thierry

[Guy2]

Bonjour Thierry,

Je n’ai pas testé cette méthode, mais je crois me souvenir qu’Yves, sur un forum voisin, recommandait cette solution.

Je ne pense pas que les diodes soient très bruyantes. C’est sans doute plus vrai avec des Zener (pour des tensions plus élevées), où l’effet d’avalanche est sans doute plus bruyant. Dans tous les cas une capa peut améliorer la situation, ou rassurer.

Dans les systèmes bouclés (CR, Cdiff, CorH) cela peut être intéressant de supprimer un ou 2 pole(s) pour améliorer la stabilité en TBF.

Guy

[francis ibre]

Bonjour à tous,

il ne faudrait pas oublier qu'un tube est un "ampli à transconductance" :

sa caractéristique principale est sa transconductance ou "pente" qui s'exprime en mA par volt.

Autrement dit, la grandeur d'entrée est une tension (grille-cathode) et celle de sortie est le courant.
Sa polarisation devrait donc être obtenue par une tension "asservie "au courant de sortie, sans quoi ce courant pourrait varier de manière incontrôlée, aussi bien en continu qu'en alternatif, avec des conséquences :

- en continu : point de repos imprévisible d'un tube à l'autre, possibilité d'emballement thermique
- en alternatif : bruit (de courant)

En polarisant par une résistance, on obtient bien cette asservissement du courant, c'est pourquoi on qualifie cette méthode de "polarisation automatique". C'est de très loin la méthode la plus sûre.

L'innovation technologique consiste à " faire autrement pour contourner un problème "... et pas à " faire autrement pour ne pas faire pareil "...

La bonne question est donc : quel problème élimine-t-on en polarisant par diodes ?
je cherche...

Francis

[Guy2]

Bonjour Francis,

Dans le cas de la Rk non découplée, l’intérêt est sans doute limité, voire inexistant.
Même si ce n’est pas la panacée, cela présente quand même quelques avantages, me semble-t-il, dans le cas où la Rk doit être découplée.
- simplicité de mise en œuvre,
- cout : quelques diodes, à comparer à une bonne capa de découplage, mais ça reste marginal …,
- on élimine la (ou les) fréquence(s) de coupure basse sur les étages concernés, et les rotations de phase associées, ce qui ne peut être que bénéfique pour la stabilité des systèmes bouclés.

Guy